Momentos de Fuerzas

Momentos de Fuerzas

Mayra Sanchez*, Yeremi Rivera*

* Escuela de Ingeniería Topografica, Universidad del Valle, Cali, Colombia

§e-mail:mayrasanchez321@hotmail.com

Resumen

En el siguiente experimento realizado en Marzo de 2014, se han hecho mediciones de peso y tensión, para comprobar experimentalmente el equilibrio debido a dos momentos de fuerza. El peso de la regla es aplicado a su centro de masa, F es el peso suspendido en uno de los agujeros de la regla el cual puede variar en magnitud y posición con relación al punto de oscilación, T es la tensión que mide la polea de torsión para equilibrar el sistema.

NOMENCLATURA

F : peso suspendido

T : tensión

X : distancia

L : longitud de la regla

M(regla) : peso regla

INTRODUCCION

La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto del tiempo. Si se considera la masa constante, para una fuerza también constante aplicada a un objeto, su masa y la aceleración producida por la fuerza son inversamente proporcionales. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado.

Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos.

OBJETIVOS

Comprobrar experimentalmente el equilibrio debido a momentos de fuerzas

2. Demostración experimental dl equilibrio de Fuerzas paralelas

MARCO TEORICO

El momento de una fuerza es una magnitud vectorial cuyo valor indica la tendencia de rotación que provoca una fuerza aplicada sobre un cuerpo, respecto a un punto llamado Centro de Rotación. Su valor se calcula multiplicando el modulo de la fuerza por su brazo de palanca, que viene a ser la distancia del centro de rotación (o centro de giro) a la línea de acción de la fuerza.

El momento de una fuerza vendría ser el producto de dicha fuerza por la distancia perpendicular a un determinado eje de giro. Cuando se aplica una fuerza a una puerta pesada para abrirla, la fuerza se ejerce perpendicularmente a la puerta y a la máxima distancia de las bisagras. Así se logra un momento máximo.

Para que haya equilibrio, las componentes horizontales de las fuerzas que actúan sobre un objeto deben cancelarse mutuamente, y lo mismo debe ocurrir con las componentes

verticales. Esta condición es necesaria para el equilibrio, pero no es suficiente. Por ejemplo, si una persona coloca un libro de pie sobre una mesa y lo empuja igual de fuerte con una mano en un sentido y con la otra en el sentido opuesto, el libro permanecerá en reposo si las manos están una frente a otra. (El resultado total es que el libro se comprime). Pero si una mano está cerca de la parte superior del libro y la otra mano cerca de la parte inferior, el libro caerá sobre la mesa. Para que haya equilibrio también es necesario que la suma

de los momentos en torno a cualquier eje sea cero.

Si se empujara la puerta con la misma fuerza en un punto situado a medio camino entre el tirador y las bisagras, la magnitud del momento sería la mitad. Si la fuerza se aplicara de forma paralela a la puerta (es decir, de canto), el momento sería nulo. Para que un objeto esté en equilibrio, los momentos dextrógiros (a derechas) en torno a todo eje deben cancelarse con los momentos levógiros (a izquierdas) en torno a ese eje. Puede demostrarse que si los momentos se cancelan para un eje determinado, se cancelan para todos los ejes.

MONTAJE EXPERIMENTAL

el sistema consite de una regla en uno de sus extremos y sostenida por un hilo acoplado a la polea de torsion desde el otro extremo el peso de la regla es mg aplicado a su centro de masa, F es el peso suspendido en uno de los agujeros de la regla el cual puede variar en magnitud y posicion.

MODELO TEORICO

El sistema mostrado en la figura 1 obedece a una situacion de equilibrio dado por las siguientes ecuaciones, donde To es la reaccion debido al soporte en el

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